Question

2．在伏安法“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為 6V，小燈泡額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）．

（1）連接電路時，開關應斷開，閉合開關前，應將圖甲中所示的滑動變阻器的滑片滑到A端（選填“A”或“B”）．
（2）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不發光，電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是小燈泡斷路．
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑片，發現電壓表的示數如圖乙所示，為了測量小燈泡的額定功率，應將滑片向B移動（選填“A”或“B”）．
（4）小燈泡的電流隨它兩端電壓變化關系如圖丙，分析圖象可知：
①小燈泡額定功率是0.5W．
②小燈泡燈絲電阻是變化的．燈絲電阻變化的原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）為了保護電路，在連接電路時應斷開開關，滑動變阻器的滑片應置于最大阻值處；
（2）電流表無示數，說明電路中有斷路故障；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極連通，電壓表并聯部分之外的電路是完好的，則故障為小燈泡斷路；
（3）讀出乙圖中電壓表的示數，此時燈泡的電壓小于額定電壓，要燈泡正常發光，應增大燈泡兩端的電壓，根據串聯分壓的規律確定滑片移動的方向；
（4）當燈泡電壓達到額定電壓時燈泡正常發光，由圖象讀出燈泡電壓2.5V時的電流，根據P=UI計算額定功率；燈絲電阻受溫度影響．

解答 解：
（1）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最大阻值處，由甲圖可知滑片應滑到A端；
（2）閉合開關，發現燈泡不發光，電流表無示數，說明電路中有斷路故障；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極連通，電壓表兩接線柱到電源兩極間的各元件是完好的，則故障為小燈泡斷路；
（3）小燈泡額定電壓為2.5V，由圖乙可知，電壓表的示數為2.2V，低于額定電壓；要使燈泡正常發光，應增大燈泡兩端的電壓，根據串聯分壓的規律可知，應減小變阻器兩端的電壓，減小變阻器的阻值，應將滑片向B端滑動，直到電壓表的示數為2.5V；
（4）①當電壓表示數為2.5V時，燈泡正常發光，由圖丙可知，此時燈泡的電流為0.2A，
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
②由圖象可知，燈泡的電流與電壓不成正比，即燈絲的電阻是變化的，原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化（或燈絲的電阻受溫度的影響）．
故答案為：（1）A；（2）小燈泡斷路；（3）B；
（4）①0.5；②燈絲的電阻隨溫度的變化而變化（或燈絲的電阻受溫度的影響）．

點評 本題考查了“測定小燈泡的電功率”的實驗，涉及到電路故障的分析、電路的動態變化問題、電功率的計算、圖象的分析等等，綜合性較強．